НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ПЕРЕДАЧИ

Тяговая способность цепи. Цепные передачи часто испытывают в процессе работы (кратковременно или длительно) значительные статические нагрузки. Для предотвращения чрезмерной вытяжки цепи или ее обрыва полезная окружная сила должна быть

где Рццп — минимальная разрушающая нагрузка (см. табл. 1, 2); — коэффициент запаса, обычно

Полезная окружная сила в момент пуска машины

при движении цепи со скоростью

где — крутящий момент пусковой; — диаметр делительной окружности ведущей звездочки; — передаваемая мощность, кВт.

Износостойкость. Основной причиной выхода из строя закрытых и полузакрытых цепных передач общего машиностроения является изнашивание шарниров звеньев цепи, приводящее к увеличению шага цепи (вытяжке цепи), неправильному зацеплению со звездочками и, как следствие, к сползанию цепи со звездочек. Шарнирные соединения работают в условиях граничного трения даже при непрерывном смазывании.

Степень износа передач принято оценивать по относительному увеличению шага цепи Норма предельного износа и связанная с ней продолжительность работы передачи зависят от профиля и числа зубьев большей звездочки, а также требований, предъявляемых к машине по точности перемещений, неравномерности вращения и уровню вибраций и шума.

В приводах полиграфических машин допускается предельная вытяжка не свыше Предельная вытяжка цепей в машинах общего машиностроения, имеющих, как правило, ограничена

С увеличением нормы износа до 3% часто ослабляются прессовые соединения и снижается прочность изношенных элементов. При невысоком качестве изготовления прессовых соединений возможно проворачивание осей и втулок в пластинах.

В основу расчета работоспособности изнашиваемой цепи положено предположение, что цепь обладает достаточной износостойкостью, если давление в шарнире не превышает допускаемого значения

где Р — полезная окружная нагрузка, передаваемая цепью; — коэффициент эксплуатации (здесь — частные коэффициенты, учитывающие условия работы передачи и ее конструкцию, см. табл. 4); — проекция опорной поверхности шарнира (см. табл. 1), — диаметр оси; В — ширина внутреннего звена для втулочных и роликовых цепей (см. рис. 2), .

Если передача работает при нестационарных нагрузках, то в формулу (2) вместо Р следует подставлять значение эквивалентной нагрузки Из соотношения (2) можно определить предельную полезную нагрузку,

Н, передаваемую цепью,

и предельную мощность,

где — расчетная скорость движения цепи, — допускаемое давление (табл. 5); — коэффициент, учитывающий число рядов цепи

4. Значения частных коэффициентов

(см. скан)

С учетом соотношения (4) определим шаг, мм, роликовой цепи при :

где — соответственно частота вращения и число зубьев ведущей звездочки.

Следует принимать цепь с наименьшим шагом, допустимым для заданной нагрузки. Допускаемые давления, установленные на основе многолетнего опыта эксплуатации передач, гарантируют срок службы цепей при норме предельного износа если передача эксплуатируется в нормальных условиях

При расчете зубчатых цепей с шарнирами качения по заданной полезной Нагрузке Р или мощности а также по шагу и скорости определяют ширину цепи (для

Если то расчетную силу или мощность в формуле (6) следует умножить на коэффициент, равный где — масса цепи. При расчете передач принимают так как информация о значениях других частных коэффициентов, входящих в формулу для определения пока не накоплена.

Сопротивление усталости. Высоконагруженные и обильно смазываемые передачи, работающие при низких и средних скоростях и переменных нагрузках, часто выходят

(кликните для просмотра скана)

из строя вследствие усталостного разрушения пластин по проушинам, что объясняется высоким коэффициентом концентрации напряжений в этой области и фреттинг-коррозией в прессовых соединениях валиков с пластинами.

При высоких скоростях цепи

существенно возрастают ударные нагрузки при входе в зацепление звена с зубом звездочки. В результате даже при небольших нагрузках наблюдаются разрушения звеньев от раскалывания роликов, ослабления прессовых соединений валиков и пластин. Элементы цепи рассчитывают на усталость по общепринятой методике. Залас прочности по переменным напряжениям определяют из соотношения

где — предел выносливости материала при симметричном цикле; — коэффициент, учитывающий влияние масштабного эффекта для цепей — коэффициент, характеризующий состояние поверхности, для пластин с иеупрочиенными отверстиями для пластин с упрочненными дорнованием отверстиями — коэффициент, характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла.

В цепных передачах обычно натяжение цепи невелико, В связи с этим запас прочности можно определить, не учитывая влияния среднего напряжения, по формуле

Эффективный коэффициент концентрации напряжений

где — коэффициент, характеризующий чувствительность материала к концентрации напряжений, принимают — теоретический коэффициент концентрации напряжений. Для пластин с отверстием при (см. рис. (Рис. 6).

Рис. 6. Схема распределения напряжения в пластине

С учетом посадки пластин на втулки и валики, а также изгиба пластин принимают

Амплитуда переменных напряжений в сечении пластины по проушинам (см. рис. 6)

где — максимальная полезная окружная нагрузка; — толщина пластины; — ширина пластины; — диаметр втулки или валика (см. табл. I и рис. 2).

Запас прочности

В ряде стран сопротивление усталости цепей оценивают по допускаемому (в условиях переменных нагрузок) давлению в шарнире — критерию подобия, отражающему опыт эксплуатации цепных передач. С учетом соотношения (8) давление в шарнире

Принимая во внимание равенство (7), получим

Сопротивление усталости роликов зависит от контактных давлений между роликами и зубьями звездочек, распределения нагрузки между зубьями звездочки и других факторов. Для обеспечения сопротивления усталости значения допускаемых давлений уточняют с учетом этих факторов. В табл. 6

приведены значения используемые в расчетах Для обеспечения прочности динамически нагруженных передач необходимо, чтобы

где — коэффициент качества цепи, для цепей , для цепей ПР

При нестационарных нагрузках в выражение (10) вместо следует подставлять Рэкв.

Для повышения сопротивления усталости пластин отверстия упрочняют дорнованием, путем обжатия в специальных матрицах и т. п.